論文の概要: Temporal Pulse Origins in Atom Interferometric Quantum Sensors

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.01900v1
• Date: Thu, 02 Oct 2025 11:13:03 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-03 14:32:17.267432
• Title: Temporal Pulse Origins in Atom Interferometric Quantum Sensors
• Title（参考訳）: 原子干渉量子センサにおける時間パルス発生
• Authors: Jack Saywell, Nikolaos Dedes, Max Carey, Brynle Barrett, Tim Freegarde,
• Abstract要約: 原子干渉計に基づく量子センサーは、原子状態をコヒーレントに操作するために高周波または光パルスに依存している。 パルスのイントロダクタ位相応答は、時間内の単一点を用いてパラメータ化することができる。 時間的起源は, 測定スケール係数の簡易な決定と, 環境摂動に対する安定性を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum sensors based upon atom interferometry typically rely on radio-frequency or optical pulses to coherently manipulate atomic states and make precise measurements of inertial and gravitational effects. An advantage of these sensors over their classical counterparts is often said to be that their measurement scale factor is precisely known and highly stable. However, in practice the finite pulse duration makes the sensor scale factor dependent upon the pulse shape and sensitive to variations in control field intensity, frequency, and atomic velocity. Here, we explore the concept of a temporal pulse origin in atom interferometry, where the inertial phase response of any pulse can be parameterized using a single point in time. We show that the temporal origin permits a simple determination of the measurement scale factor and its stability against environmental perturbations. Moreover, the temporal origin can be treated as a tunable parameter in the design of tailored sequences of shaped pulses to enhance scale factor stability and minimize systematic errors. We demonstrate through simulations that this approach to pulse design can reduce overall sequence durations while increasing robustness to realistic fluctuations in control field amplitude. Our results show that the temporal pulse origin explains a broad class of systematic errors in existing devices and enables the design of short, robust pulses which we expect will improve the performance of current and next-generation interferometric quantum sensors.
• Abstract（参考訳）: 原子干渉計に基づく量子センサーは通常、原子状態のコヒーレントな操作と慣性および重力効果の正確な測定を行うために、高周波または光パルスに依存している。 これらのセンサーの利点は、その測定スケール係数が正確に知られ、非常に安定していることであると言われている。 しかし、実際には、有限パルス長は、センサスケール係数をパルス形状に依存し、制御磁場強度、周波数、原子速度の変動に敏感にする。 本稿では,原子間干渉法における時間パルス源の概念を考察し,任意のパルスの慣性位相応答を1点の時間でパラメータ化することができることを示した。 時間的起源は, 測定スケール係数の簡易な決定と, 環境摂動に対する安定性を示す。 さらに、時間的起源は、スケールファクタ安定性を高め、系統的エラーを最小限に抑えるために、形状パルスの調整配列の設計において調整可能なパラメータとして扱うことができる。 パルス設計の手法は、制御場振幅の現実的な変動に対してロバスト性を高めつつ、全体のシーケンス長を減少させることができることをシミュレーションを通じて実証する。 以上の結果から, 時間パルスの起源は, 既存のデバイスにおける系統的誤差の幅広いクラスを説明できるとともに, 現行および次世代の干渉型量子センサの性能向上を期待できる短パルスの設計を可能にすることが示唆された。

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